EP1650975B1 - Kodiergerät und Kodierverfahren für einen Orientierungsinterpolationsknoten - Google Patents

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EP1650975B1 EP05077826.5A EP05077826A EP1650975B1 EP 1650975 B1 EP1650975 B1 EP 1650975B1 EP 05077826 A EP05077826 A EP 05077826A EP 1650975 B1 EP1650975 B1 EP 1650975B1
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Claims (6)

  1. Codierungsvorrichtung zum Codieren von Rotationsinformationen, einschließlich von Rotationszeit, Rotationsachsen und Rotationswinkel, die benötigt werden, um ein 3-dimensionales Objekt in einem 3-dimensionalen Raum zu drehen, wobei die Codierungsvorrichtung dafür angeordnet ist, Schlüssel zu empfangen, die Informationen bezüglich eines Animationspfades an einer Position auf einer Zeitachse angeben, bei der eine Veränderung einer Rotationsbewegung auftritt, und Schlüsselwerte zu empfangen, die Rotationsinformationen angeben, die den Positionsinformationen entsprechen, und dadurch gekennzeichnet, dass sie Folgendes umfasst:
    eine Quaternion-Umwandlungseinheit (801) zum Umwandeln von Rotationsinformationen eines eingegebenen Schlüsselwertes zu einem Quaternion-Ausdruckswert, der durch eine reelle Zahl und drei imaginäre Zahlen ausgedrückt wird,
    eine Schlüsselrahmen-Entfernungseinheit (802) zum Auswählen von Schlüsseln und umgewandelten Schlüsselwerten, um die Vielzahl von ausgewählten Schlüsseln und Schlüsselwerten bereitzustellen und die verbleibenden Schlüssel und Schlüsselwerte zu entfernen, wobei die ausgewählten Schlüssel und Schlüsselwerte so ausgewählt werden, dass der durchschnittliche Fehler zwischen dem ursprünglichen Animationspfad und einem interpolierten Animationspfad den durchschnittlichen Fehler auf innerhalb einer vorbestimmten Fehlergrenze verringert,
    eine Linear-/Rotationsdifferential-Einheit (803) zum Lineardifferential-Verarbeiten jedes ausgewählten Schlüssels durch das Berechnen der Differenz zwischen dem Schlüssel und einem vorhergehenden Schlüssel als den differentialverarbeiteten Schlüssel und Rotationsdifferential-Verarbeiten der ausgewählten Schlüsselwerte durch das Berechnen der Rotation, die erforderlich ist, um von der Quaternion, die einen vorhergehenden Schlüsselwert darstellt, die Quaternion, die den Schlüsselwert darstellt, zu erreichen, als die differentialverarbeiteten Schlüsselwerte,
    eine Quantisierungseinheit (805) zum Quantisieren des differentialverarbeiteten Schlüssels und der differentialverarbeiteten Schlüsselwerte,
    ein Umkehrquantisierungseinheit (806) zum Umkehrquantisieren der Differentialwerte des/der quantisierten Schlüssels und Schlüsselwerte,
    eine Linear-/Rotationsakkumulationseinheit (804) zum Akkumulieren von umkehrquantisiertem/n Schlüssel und Schlüsselwerten zur Verwendung bei der Differentialverarbeitung eines Schlüssels und von Schlüsselwerten an einem nächsten Zeitpunkt, um Quantisierungsfehler auszugleichen,
    eine Lineardifferential-Einheit (807) zum Lineardifferential-Verarbeiten der quantisierten Schlüsselwerte durch das Erlangen der Differenzen zwischen den quantisierten Schlüsselwerten und einem vorhergehenden quantisierten Schlüsselwert und
    eine Entropie-Codierungseinheit (809) zum arithmetischen Codieren von quantisierendem/n Schlüssel und Schlüsselwerten.
  2. Codierungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Linear-/Rotationsdifferential-Einheit (803) eine Rotationstransformation für eine nächste Position des Objekts nach einer Rotationsbewegung von der aktuellen Position aus durchführt, durch das Erlangen eines Rotationsdifferentials zwischen Schlüsselwerten, die kontinuierlichen Schlüsseln entsprechend, durch eine Rotationsdifferentialgleichung in einem Quaternionenraum wie die folgende Gleichung 38: Qʹ i = Q i * Q i - 1 *
    Figure imgb0076
  3. Codierungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Linear-/Rotationsdifferential-Einheit (803) eine Rotationsrichtungskorrektur-Einheit zum Durchführen einer Rotationsrichtungskorrektur-Funktion, die das Objekt dazu veranlasst, sich in der gleichen Richtung wie die durch die ursprünglichen Rotationsinformationen angegebene Rotationsrichtung zu drehen.
  4. Codierungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Rotationsrichtungskorrektur-Einheit Folgendes umfasst:
    eine Rotationsrichtungssättigungseinheit (970) zum Erzeugen von gesättigten Rotationsinformationen und Ausgeben der Informationen,
    eine Feststellungseinheit (960) zum Feststellen, ob sich die Rotationsrichtung veränderte oder nicht, und
    eine Auswahleinheit (980) zum selektiven Empfangen und Ausgeben der Ausgabe der Linear-/Rotationsdifferential-Einheit (803) oder der Ausgabe der Rotationsrichtungssättigungseinheit (970), auf der Grundlage des Ergebnisses der Feststellung durch die Feststellungseinheit (960).
  5. Codierungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei, wenn das Ergebnis der Feststellung durch die Feststellungseinheit (960) anzeigt, dass sich die Rotationsrichtung veränderte, die Auswahleinheit (980) die Ausgabe der Rotationsrichtungssättigungseinheit (970) an Stelle einer Rotationsdifferentialwert-Ausgabe von der Linear-/Rotationsdifferential-Einheit (803) empfängt und ausgibt, und anderenfalls die Auswahleinheit (980) eine Rotationsdifferentialwert-Ausgabe von der Linear-/Rotationsdifferential-Einheit (803) empfängt und ausgibt.
  6. Codierungsverfahren zum Codieren von Rotationsinformationen, einschließlich von Rotationszeit, Rotationsachsen und Rotationswinkel, die benötigt werden, um ein 3-dimensionales Objekt in einem 3-dimensionalen Raum zu drehen, nach dem Empfangen von Schlüsseln, die Informationen bezüglich eines Animationspfades an einer Position auf einer Zeitachse angeben, bei der eine Veränderung einer Rotationsbewegung auftritt, und Schlüsselwerten, die Rotationsinformationen angeben, die den Positionsinformationen entsprechen, wobei das Codierungsverfahren Folgendes umfasst:
    das Umwandeln von Rotationsinformationen eines eingegebenen Schlüsselwertes zu einem Quaternion-Ausdruckswert, der durch eine reelle Zahl und drei imaginäre Zahlen ausgedrückt wird,
    das Auswählen von Schlüsseln und umgewandelten Schlüsselwerten, um eine Vielzahl von ausgewählten Schlüsseln und Schlüsselwerten bereitzustellen und die verbleibenden Schlüssel und Schlüsselwerte zu entfernen, wobei die ausgewählten Schlüssel und Schlüsselwerte so ausgewählt werden, dass der durchschnittliche Fehler zwischen dem ursprünglichen Animationspfad und einem interpolierten Animationspfad den durchschnittlichen Fehler auf innerhalb einer vorbestimmten Fehlergrenze verringert,
    das Lineardifferential-Verarbeiten jedes ausgewählten Schlüssels durch das Berechnen der Differenz zwischen dem Schlüssel und einem vorhergehenden Schlüssel als den differentialverarbeiteten Schlüssel und Rotationsdifferential-Verarbeiten der ausgewählten Schlüsselwerte durch das Berechnen der Rotation, die erforderlich ist, um von der Quaternion, die einen vorhergehenden Schlüsselwert darstellt, die Quaternion, die den Schlüsselwert darstellt, zu erreichen, als die differentialverarbeiteten Schlüsselwerte,
    das Quantisieren des differentialverarbeiteten Schlüssels und der differentialverarbeiteten Schlüsselwerte,
    das Umkehrquantisieren der Differentialwerte des/der quantisierten Schlüssels und Schlüsselwerte,
    das Akkumulieren von umkehrquantisiertem/n Schlüssel und Schlüsselwerten zur Verwendung bei der Differentialverarbeitung eines Schlüssels und von Schlüsselwerten an einem nächsten Zeitpunkt, um Quantisierungsfehler auszugleichen,
    das Lineardifferential-Verarbeiten der quantisierten Schlüsselwerte durch das Erlangen der Differenzen zwischen den quantisierten Schlüsselwerten und einem vorhergehenden quantisierten Schlüsselwert und
    das arithmetische Entropie-Codieren des/der quantisierten Schlüssels und Schlüsselwerte.
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